Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Mô hình sản phẩm.

2 Mô hình sản phẩm.

Tải bản đầy đủ - 0trang

PHẦN 4. MƠ HÌNH HỐ VÀ GIẢI THUẬT.

4.1 Mơ hình hoá.

Hệ Quadruple-Tank là một hệ thống liên quan đến việc kết nối bốn bể chứa chất

lỏng. Mỗi bể chứa có một lỗ nằm ở phía dưới để chất lỏng có thể chảy theo trọng lực.

Trong sự sắp xếp này các bể chứa được chia thành hai bộ dọc để một bể được đặt

trên một bể khác cho phép chất lỏng chảy ra từ bể chứa thứ nhất đến bể thứ hai và sau

đó cuối cùng đến một bể chứa tổng để tái chế. Dòng chảy chất lỏng từ hai máy bơm

được phân chia giữa một bể trên và các bể đối diện dưới cùng. Trọng tâm chính của hệ

thống này là ràng buộc chiều cao của chất lỏng trong hai bể chứa trên cùng thông qua

một hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển này sử dụng chiều cao chất lỏng hiện tại

của bể làm đầu vào để thực hiện điều chỉnh độ cao thích hợp bằng cách thay đổi cơng

suất của máy bơm, giúp truyền tải dòng chảy vào bể.

Đầu vào cho bơm 1 là u1 và bơm 2 là u2. Dòng chảy qua máy bơm tỷ lệ thuận

với điện áp đầu vào áp dụng cho máy bơm.

Mơ hình này bao gồm các phần chính sau:

- Hệ thống bồn chứa của hệ Quadruple-Tank

- Bảng điều khiển.

- Máy bơm.

Ngoài ra, mơ hình này được liên kết với một máy tính để thực hiện tính tốn và

điều khiển của hệ thống Quadruple-Tank.



28



Hình 4.15 Mơ hình 3D hệ



4.2 Giải thuật.

Từ mối quan hệ giữa thiết bị và hoạt động của hệ thống, chúng em có một lưu đồ

P & ID.



29



Hình 4.162 Lưu đồ PI&D của hệ.



Theo Định luật Bernoulli và phương trình cân bằng khối lượng ta có:

Rate of accumulation = (Rate of in-flow)-(Rate of out-flow)



d (ρV )

= ρ qin − ρ qin

dt

Ai



dhi

= qin − qout

dt



Trong đó :



Ai



= mặt cắt ngang của bể i

30



hi = mực nước bể i

qin _ i = lưu lượng dòng vào của bể i ( phụ thuộc vào điện áp bơm đầu vào )

qout _ i = lưu lượng dòng ra của bể I (phụ thuộc vào trọng lực và gia tốc do đầu

của nước trong bể)

Dựa trên phương trình qout_i của Bernoulli có thể được xác định như sau :



qin _1 = k1V1

qin _ 2 = k2V2

qin _ 3 = k2V2 (1 − γ 2 )

qin _ 4 = k1V1 (1 − γ 1 )

Trong đó:

+ k1, k2 là hằng số của bơm

+ γ1, γ2 tỷ lệ giá trị của vị trí van

+ V1,V2 lưu lượng đầu ra của máy bơm



qouti = ai 2 ghi



ai : mặt cắt ngang của ống xả

g : gia tốc trọng trường

Sử dụng định luật bảo tồn khối lượng :



Các phương trình phi tuyến tính của Hệ Quadruple-Tank :



31



+v1 và v2 điện áp đầu vào cho các máy bơm

+h1, h2 điện áp đầu ra từ thiết bị đo mức

+ Ai là diện tích mặt cắt ngang của bồn i,

+ ai là mặt cắt ngang của lỗ thoát nước



γ γ 2 ∈ [0;1] được xác định bởi cách tinh chỉnh van trước khi bắt đầu



Tham số 1



,



thí nghiệm. Dòng chảy tới bồn 1 là



γ 1k1v1



,



γ kv



dòng chảy tới bồn 4 là



dòng chảy tới bồn 2 là 2 2 2 , dòng chảy tới bồn 4 là



y = kc h1 y2 = kc h2



Tín hiệu mức đo 1



,



Ma trận chuyển giao của hệ tuyến tính là :



Hằng số thời gian:



32



(1 − γ 2 )k2 v2 .



(1 − γ 1 )k1v1



,



với i = 1,..,4

,



33



PHẦN 5. MÔ PHỎNG SỬ DỤNG MATLAB

5.1 Giới thiệu

Giới thiệu MATLAB (Matrix Laboratory) là một phần mềm khoa học được thiết

kế để cung cấp việc tính tốn số và hiển thị đồ họa bằng ngơn ngữ lập trình cấp cao.

MATLAB cung cấp các tính năng tương tác tuyệt vời cho phép người sử dụng thao tác

dữ liệu linh hoạt dưới dạng mảng ma trận để tính tốn và quan sát. Các dữ liệu vào của

MATLAB có thể được nhập từ "Command line" hoặc từ "mfiles", trong đó tập lệnh

được cho trước bởi MATLAB. MATLAB cung cấp cho người dùng các toolbox tiêu

chuẩn tùy chọn. Người dùng cũng có thể tạo ra các hộp cơng cụ riêng của mình gồm

các "mfiles" được viết cho các ứng dụng cụ thể.

5.2 Viết code mfile

Khai báo thơng số của hệ thống



34



Hình 5.17 Khai báo thơng số của hệ thống



Code thiết kế bồn (dùng để mô phỏng)



Hàm truyền được sử dụng trong tank_dynamics



35



5.3 Simulink

Tạo một mô hình mới bằng cách đánh lệnh simulink và enter.



Hình 5.18 Sử dụng thư viện simulink thiết kế hệ thống



36



Hình 5.19 Thiết kế hệ thống



37



Chon số set point là 0.6= 60% chiều cao bồn

Đặt sp cho tank 3 = 0.6 và tank 4 = 0.4

Gama1 =0, gama2=0

Qua nhiều lần kiểm tra thử nghiệm ta dược thông số PID cho Tank3 là

Kp=5, Ki=0.02, Kd=0

Tank 4 là : Kp =0.49, Ki=0.02, Kd=0

Ta được kết quả



Hình 5.20 Kết quả mơ phỏng

Ta được đồ thị như sau



38



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Mô hình sản phẩm.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×